CAPTEUR POUR PILOTER L’ACCES A UN VEHICULE AUTOMOBILE, AVEC UNE ELECTRODE ENTOUREE D’UNE ANTENNE.

Domaine technique

[0001] L’invention concerne le domaine de l’automobile et plus particulièrement le domaine des capteurs d’accès au véhicule, permettant l’ouverture et/ou la fermeture automatique d’un ouvrant tel qu’une portière. L’invention concerne plus particulièrement un capteur pour piloter l’accès à un véhicule automobile, avec une électrode entourée d’une antenne.

Etat de la technique

[0002] On connaît dans l’art antérieur des capteurs de présence de type capacitif, pour détecter l’approche ou l’éloignement d’un utilisateur, de manière à anticiper le verrouillage ou le déverrouillage d’un ouvrant de véhicule automobile.

[0003] De tels capteurs sont basés sur l’utilisation d’une électrode dite principale, qui forme un condensateur avec la main de l’utilisateur. La distance entre la main de l’utilisateur et l’électrode principale définit la capacité du condensateur. L’électrode principale est intégrée de préférence dans la portière du véhicule automobile, par exemple au niveau de la poignée. Des mesures de capacité permettent ainsi de détecter une approche ou un éloignement de la main de l’utilisateur relativement à la poignée.

[0004] De façon connue, un tel capteur de présence peut comporter en outre un anneau de garde, électriquement conducteur, entourant l’électrode principale sans contact physique direct avec cette dernière. En portant l’anneau de garde à un potentiel prédéterminé, par exemple le même potentiel que l’électrode principale, on réalise un guidage des lignes de champ électrique pour les focaliser sur l’électrode principale. On améliore ainsi la sensibilité de la mesure de distance basée sur une mesure de capacité.

[0005] On connaît également dans l’art antérieur des systèmes de reconnaissance d’utilisateur, basés sur une communication radiofréquence entre un dispositif embarqué sur le véhicule automobile et un dispositif porté par l’utilisateur. Le dispositif embarqué sur le véhicule automobile forme un dispositif d’interrogation et reconnaissance. Le dispositif porté par l’utilisateur forme un dispositif d’identification. En fonctionnement, le dispositif embarqué sur le véhicule automobile émet un signal d’interrogation. Le signal d’interrogation est reçu par le dispositif porté par l’utilisateur, lequel renvoie en réponse un signal d’identification incorporant une information d’identification de l’utilisateur. Le signal d’identification est reçu par le dispositif embarqué sur le véhicule automobile. L’information d’identification de l’utilisateur peut alors être utilisée au sein de systèmes embarqués sur le véhicule automobile, en particulier pour autoriser ou non un accès audit véhicule.

[0006] Le dispositif porté par l’utilisateur peut comprendre une simple étiquette RFID, ou tag. De préférence, il s’agit d’un téléphone intelligent, comportant une antenne radiofréquence et stockant une donnée d’identification.

[0007] Le dispositif embarqué sur le véhicule automobile inclut notamment une antenne radiofréquence.

[0008] De manière avantageuse, un capteur de présence de type capacitif et un système de reconnaissance d’utilisateur coopèrent ensemble pour détecter l’approche d’un individu, et identifier l’individu en approche afin de piloter une ouverture automatique d’un ouvrant de véhicule lorsque l’individu en approche est autorisé à accéder au véhicule. Dans ce cas, le véhicule automobile reçoit à la fois le capteur de présence de type capacitif, et une partie du système de reconnaissance d’utilisateur.

[0009] Dans la demande de brevet DE 10 2018 122 254 B3, il est décrit un système combinant un capteur de présence de type capacitif, et une antenne radiofréquence d’un système de reconnaissance d’utilisateur. Dans ce document, l’électrode principale du capteur capacitif présente une forme de peigne. Elle est entourée par l’antenne radiofréquence, de sorte que la surface métallique de l’antenne radiofréquence puisse former une électrode de garde. L’antenne radiofréquence est constituée de spires concentriques rectangulaires.

[0010] Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif pour un système de contrôle d’accès véhicule, destiné à être embarqué sur un véhicule automobile pour mettre en œuvre une détection d’approche d’un utilisateur ainsi qu’une reconnaissance dudit utilisateur, et présentant des performances améliorées relativement à l’art antérieur.

Exposé de l’invention

[0011] Cet objectif est atteint avec un dispositif pour un système de contrôle d’accès véhicule, destiné à être embarqué sur un véhicule automobile pour mettre en œuvre une détection d’approche d’un utilisateur ainsi qu’une reconnaissance dudit utilisateur, et comportant :

- une électrode dite principale, destinée à former un condensateur avec un utilisateur pour la mise en œuvre d’une détection d’approche de type capacitif ;et

- une antenne d’émission et réception, formée par un bobinage comprenant une pluralité de spires, et configurée pour émettre et recevoir un signal radiofréquence afin d’identifier un utilisateur ; dans lequel l’électrode principale est entourée par l’une spire du bobinage, nommée spire de garde.

Selon l’invention, la spire de garde comporte :

- une première portion, délimitant une région à l’intérieur de laquelle se trouve l’électrode principale,

- une seconde portion déportée relativement à l’électrode principale, et

- au moins une encoche, s’étendant le long d’un bord de l’électrode principale et reliant ensemble la première portion et la seconde portion, chaque encoche comportant deux tronçons, parallèles entre eux, reliés ensemble par une portion de spire située au fond de l’encoche.

[0012] Selon l’invention, toutes les spires du bobinage présentent sensiblement une même forme, définie par deux portions séparées deux à deux par au moins une encoche. De préférence, chaque spire délimite une surface prédéterminée, dans un plan parallèle au plan de l’électrode principale. Pour chaque couple de deux spires sur le bobinage, un taux de superposition mutuel entre les surfaces prédéterminées correspondantes peut être supérieur ou égal à 90%, voire supérieur ou égal à 95%.

[0013] Les signaux radiofréquence que l’antenne est apte à émettre et recevoir présentent une fréquence centrale de la porteuse est comprise entre 3 kHz et 300 GHz. De manière préférentielle, la fréquence centrale de la porteuse est comprise entre 13 MHz et 14 MHz, en particulier égale à 13,56 MHz. De manière particulièrement avantageuse, lesdits signaux radiofréquence respectent le protocole de communication dit NFC, pour l’anglais « Near Field Communication », caractérisé notamment par une porteuse centrée sur 13,56 MHz.

[0014] Comme dans l’art antérieur mentionné en introduction, le bobinage de l’antenne d’émission et réception est apte à former une partie au moins d’un anneau de garde pour l’électrode principale. La définition d’un anneau de garde est donnée en introduction. Dans tout le texte, on nomme « spire de garde » une spire agencée coplanaire avec l’électrode principale. C’est en effet cette dernière qui contribue le plus fortement au guidage des lignes de champ électrique pour les focaliser sur l’électrode principale. Pour autant, il faut noter que le bobinage est réalisé d’un seul tenant, de sorte que ses autres spires réalisent également un tel guidage (mais dans des proportions moindres). En tout état de cause, l’invention permet d’agencer les spires superposées les unes au-dessus des autres, avec une seule des spires qui est coplanaire avec l’électrode principale. On améliore ainsi une compacité du dispositif selon l’invention. [0015] Dans l’invention, la spire de garde peut ne former qu’une partie seulement d’un anneau de garde, l’électrode principale n’étant entourée que sur une partie seulement de son pourtour, de préférence sur au moins 80% de son pourtour.

[0016] En outre, dans l’invention, la spire de garde comporte une première portion, délimitant une région à l’intérieur de laquelle se trouve l’électrode principale, et une seconde portion, déportée relativement à l’électrode principale. Par déporté, on entend « n’entourant pas l’électrode principale », ou « entourant une surface distincte de la surface recevant l’électrode principale ». Ainsi, une partie seulement de la spire de garde sert comme anneau de garde pour l’électrode principale. La spire de garde peut alors présenter des dimensions bien supérieures à celles de l’électrode principale. On s’assure ainsi de performances optimales de l’antenne d’émission et réception, tout en maintenant une fonction d’anneau de garde, et malgré des dimensions moindres de l’électrode principale.

[0017] Grâce à l’au moins une encoche selon l’invention, la première portion de la spire de garde peut s’étendre à proximité de l’électrode principale sur la quasitotalité du pourtour de ladite électrode principale. Cela permet d’optimiser la fonction d’anneau de garde assurée par le bobinage.

[0018] Les deux tronçons parallèles entre eux correspondent à deux tronçons de deux lignes respectives. Lesdites lignes sont par exemple deux lignes droites parallèles, ou deux lignes courbes parallèles, ou deux lignes brisées parallèles. En particulier, les deux tronçons parallèles peuvent être deux segments rectilignes, correspondant à deux tronçons de deux lignes droites respectives. En variante, les deux tronçons parallèles peuvent être deux tronçons de deux lignes courbes respectives, par exemple deux arcs de cercle parallèles. Selon une autre variante les deux tronçons parallèles peuvent être deux tronçons de deux lignes brisées respectives, constituées ensemble de segments deux à deux parallèles. En tout état de cause, les deux tronçons parallèles sont superposables via un simple mouvement de translation (sans rotation), et présentent avantageusement les mêmes dimensions.

[0019] L’encoche comporte les deux tronçons parallèles entre eux, reliés ensemble par une portion de spire située au fond de l’encoche. De préférence, l’encoche est entièrement constituée par lesdits tronçons et la portion de spire au fond de l’encoche. En fonctionnement, la spire de garde est parcourue par un courant électrique. Le courant circulant dans l’un premier desdits tronçons circule dans un sens opposé au courant circulant dans l’autre desdits tronçons. Ces deux courants électriques ayant des sens opposés, les champs magnétiques respectifs qu’ils sont susceptibles de générer s’annulent. On s’assure ainsi que l’encoche ne génère pas de champs magnétiques parasites qui seraient susceptibles de détériorer les performances de l’antenne d’émission et réception.

[0020] De préférence, l’encoche s’étend le long d’un bord de l’électrode principale, avec les tronçons de l’encoche qui s’étendent parallèles au bord de l’électrode principale. Dans un cas particulier avantageux, lesdits tronçons sont rectilignes, et l’encoche s’étend le long d’un bord rectiligne de l’électrode principale, avec les tronçons rectilignes de l’encoche qui s’étendent parallèles au bord rectiligne de l’électrode principale.

[0021] De manière avantageuse, l’encoche s’étend le long d’un bord de l’électrode principale, avec les tronçons de l’encoche qui s’étendent parallèles au bord de l’électrode principale.

[0022] De préférence, la spire de garde comporte deux encoches qui ont leurs tronçons respectifs alignés deux à deux, et qui ont leurs fonds d’encoche respectifs situés au regard l’un de l’autre.

[0023] Les deux encoches peuvent être symétriques l’une de l’autre, relativement à un plan de symétrie passant entre les deux fonds d’encoche.

[0024] De préférence, la spire de garde suit la forme de l’électrode principale le long de tout le pourtour de ladite électrode principale, excepté dans une zone dudit pourtour située au regard de la région entre les deux fonds d’encoche.

[0025] Une distance entre les deux fonds d’encoche est avantageusement inférieure ou égale à 20% de la plus petite largeur de l’électrode principale.

[0026] De préférence, l’électrode principale présente une forme de carré ou de rectangle plein.

[0027] Le dispositif selon l’invention peut comporter en outre une seconde électrode, destinée à former un condensateur avec un utilisateur pour la mise en œuvre d’une détection d’éloignement de type capacitif, et située à l’intérieur d’une surface délimitée par la seconde portion de la spire de garde.

[0028] Ladite seconde électrode peut être située dans le même plan que l’électrode principale, et donc dans le même plan que la spire nommée « spire de garde ». En fonctionnement, ladite spire de garde est la spire qui contribue le plus fortement au guidage des lignes de champ électrique pour les focaliser sur l’électrode principale, et à un guidage des lignes de champ électrique pour les focaliser sur ladite seconde électrode.

En variante, ladite seconde électrode peut être située dans un plan parallèle au plan de l’électrode principale. La seconde électrode est située alors dans une surface délimitée par la projection orthogonale de la seconde portion de la spire de garde, dans le plan de la seconde électrode. Toutes les spires présentant sensiblement la même forme, la seconde électrode se trouve alors dans une surface délimitée par Tune spire du bobinage, située dans le plan de la seconde électrode est qui forme ainsi une seconde spire de garde. En fonctionnement, la spire nommée « spire de garde » est celle qui contribue le plus fortement au guidage des lignes de champ électrique pour les focaliser sur l’électrode principale, tandis que ladite seconde spire de garde est celle qui contribue le plus fortement à un guidage des lignes de champ électrique pour les focaliser sur ladite seconde électrode.

[0029] Dans un mode de réalisation avantageux :

- l’antenne d’émission et réception et l’électrode principale s’étendent ensemble sur un même circuit imprimé ;

- le circuit imprimé est apte à s’étendre selon un plan nommé plan du circuit imprimé ; et

- les spires de l’antenne d’émission et réception s’étendent superposées les unes aux autres le long d’un axe orthogonal au plan du circuit imprimé, avec la spire de garde et l’électrode principale situées ensemble dans un même plan.

[0030] Avantageusement, le dispositif selon l’invention comporte :

- un premier ensemble, comportant ladite électrode principale, formant une première électrode principale, ainsi qu’une première électrode de garde superposée à la première électrode principale le long d’un axe orthogonal au plan du circuit imprimé ;

- un deuxième ensemble, comportant une seconde électrode principale ainsi qu’une seconde électrode de garde superposée à la seconde électrode principale le long d’un axe orthogonal au plan du circuit imprimé ; et dans lequel :

- la première électrode principale et la seconde électrode de garde sont agencées coplanaires sur une même couche supérieure du circuit imprimé ;

- la seconde électrode principale et la première électrode de garde sont agencées coplanaires sur une même couche inférieure du circuit imprimé, distincte de ladite couche supérieure du circuit imprimé ;

- la spire de garde forme une première spire de garde, entourant la première électrode principale et la seconde électrode de garde, avec l’au moins une encoche qui s’étend entre la première électrode principale et la seconde électrode de garde ; et

- le bobinage de l’antenne d’émission et réception comporte en outre une seconde spire de garde, entourant la seconde électrode principale et la première électrode de garde, avec au moins une encoche de ladite seconde spire de garde qui s’étend entre la seconde électrode principale et la première électrode de garde.

[0031] De préférence, ledit dispositif comporte :

- un premier ensemble, comportant ladite électrode principale, formant une première électrode principale, ainsi qu’une première électrode de garde superposée à la première électrode principale le long d’un axe orthogonal au plan du circuit imprimé ;

- un deuxième ensemble, comportant une seconde électrode principale ainsi qu’une seconde électrode de garde superposée à la seconde électrode principale le long d’un axe orthogonal au plan du circuit imprimé ; et dans lequel :

- la première électrode principale et la seconde électrode principale sont agencées coplanaires sur une même couche supérieure du circuit imprimé ;

- la première électrode de garde et la seconde électrode de garde sont agencées coplanaires sur une même couche inférieure du circuit imprimé, distincte de ladite couche supérieure du circuit imprimé ;

- la spire de garde forme une première spire de garde, entourant la première électrode principale et la seconde électrode principale, avec l’au moins une encoche qui s’étend entre la première électrode principale et la seconde électrode principale ; et

- le bobinage de l’antenne d’émission et réception comporte en outre une seconde spire de garde, entourant la première électrode de garde et la seconde électrode de garde, avec au moins une encoche de la seconde spire de garde qui s’étend entre la première électrode de garde et la seconde électrode de garde.

[0032] L’invention couvre également un système comportant :

- un dispositif selon l’invention ;

- un circuit de pilotage, connecté électriquement aux deux extrémités du bobinage dudit dispositif afin de piloter l’émission et la réception du signal radiofréquence; et

- un circuit de mesure de capacité, connecté électriquement à la première électrode et à la spire de garde dudit dispositif, la connexion à la spire de garde se faisant au niveau d’un point de connexion situé à mi-longueur sur le bobinage, en considérant la longueur déroulée dudit bobinage.

Description des figures

[0033] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

[0034] [Fig. IA] ;

[Fig. IB] ;

[Fig. IC] ;

[Fig. 1D] ;

[Fig. 1E] illustrent un premier mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, respectivement selon une vue de côté et selon différentes vues en coupe ;

[0035] [Fig. 2] représente la spire de garde du dispositif des figures 1 A à IE ;

[0036] [Fig. 3] représente la spire de garde du dispositif des figures 1 A à IE, et montre des caractéristiques liées à ses dimensions ;

[0037] [Fig. 4 A] ;

[Fig. 4B] ;

[Fig. 4C] illustrent un deuxième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, respectivement selon une vue de côté et selon différentes vues en coupe ;

[0038] [Fig. 5 A] ;

[Fig. 5B] ;

[Fig. 5C] ;

[Fig. 5D] illustrent un troisième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, selon différentes vues en coupe ;

[0039] [Fig. 6 A] ;

[Fig. 6B] ;

[Fig. 6C] ;

[Fig. 6D] illustrent un quatrième mode de réalisation d’un dispositif selon l’invention, selon différentes vues en coupe ; et

[0040] [Fig. 7] illustre de façon schématique un système selon l’invention, comportant notamment un circuit de mesure de capacité et un circuit de pilotage d’antenne d’émission et réception.

Description détaillée d’au moins un mode de réalisation

[0041] Pour des raisons de clarté, on a représenté sur les figures les axes d’un repères orthonormé (Oxyz).

[0042] On décrit tout d’abord, en référence aux figures 1 A à 1E, un dispositif 100 selon un premier mode de réalisation de l’invention.

[0043] Le dispositif 100 est destiné à être embarqué sur un véhicule automobile. Il est destiné à former, avec des éléments annexes non représentés, un système de contrôle d’accès audit véhicule.

[0044] Le dispositif 100 comporte une électrode principale 110 et une antenne d’émission et réception 120, intégrées ensemble sur un même circuit imprimé 130, ici un circuit imprimé multicouches.

[0045] Le circuit imprimé 130 comporte moins une couche de circulation du courant, et au moins une couche d’isolation électrique. Avantageusement il est constitué d’au moms deux couche de circulation du courant, séparées deux à deux par une couche respective d’isolation électrique. Chaque couche de circulation du courant comporte des pistes en matériau électriquement conducteur.

[0046] Les couches formant ensemble le circuit imprimé 130 s’étendent ici parallèles au plan (Oxy), superposées les unes aux autres le long d’un axe (Oz) orthogonal au plan (Oxy). On définit alors comme « plan du circuit imprimé », un plan parallèle au plan (Oxy) et passant par le centre du circuit imprimé 130. Le circuit imprimé 130 peut être rigide et planaire, s’étendant alors selon ledit plan du circuit imprimé. En variante, le circuit imprimé 130 peut être souple, et apte à s’étendre selon ledit plan du circuit imprimé. En tout état de cause, le circuit imprimé 130 est apte à s’étendre dans un plan (Oxy), avec l’axe de son épaisseur orienté selon l’axe (Oz).

[0047] Dans l’exemple représenté aux figures 1 A à 1E, le circuit imprimé 130 est constitué de quatre couches 131, 133, 135, 137 de circulation du courant, séparées deux à deux par une couche 132, 134, 136 d’isolation électrique. On peut considérer, compte tenu de leur agencement le long de l’axe (Oz), que la couche 131 forme une couche supérieure du circuit imprimé et que la couche 137 forme une couche inférieure du circuit imprimé. De préférence, mais de manière non limitative, lesdites couches 131 et 137 forme deux couches externes du circuit imprimé.

[0048] Chaque couche 132, 134, 136 d’isolation électrique est traversée par au moins un via respectif 141, 142, 143. A la figure IA, le dispositif 100 est représenté selon une vue en coupe dans un plan (Oyz) passant par les vias 141, 142, 143. Dans des variantes non représentées, les vias 141, 142, 143 ne sont pas tous situés dans un même plan.

[0049] Aux figures IB à 1E, le dispositif 100 est représenté selon des vues en coupe respectives, dans des plans (Oxy) passant respectivement par la première, deuxième, troisième et quatrième couche de circulation du courant 131, 133, 135, 137.

[0050] L’électrode principale 110 s’étend ici dans la couche 131 du circuit imprimé (voir figure IB). L’électrode principale 110 est constituée d’un matériau électriquement conducteur tel que du cuivre. Elle s’inscrit à l’intérieur d’une surface carrée ou rectangulaire, ici une surface carrée. Elle présente ici une forme pleine, remplissant l’intégralité de ladite surface carrée ou rectangulaire.

[0051] L’invention n’est pas limitée à cette forme de l’électrode principale 110 et couvre de nombreuses variantes avec des formes quelconques de l’électrode principale 110, par exemple une forme définie par une succession de dents situées d’un seul côté ou des deux côtés d’un segment principal (ou axe central), ou une forme pleine quelconque sans concavité. [0052] L’électrode principale 110 est configurée pour former un condensateur avec la main d’un utilisateur, pour la mise en œuvre d’une détection d’approche de type capacitif. L’électrode principale 110 est apte à être connectée électriquement à un circuit de mesure de capacité, non représenté, et annexe au dispositif selon l’invention. A la figure IB, on a représenté également une portion 111 d’une ligne de connexion électrique reliant l’électrode principale 110 au circuit de mesure de capacité.

[0053] L’antenne d’émission et réception 120 est constitué d’un bobinage, lequel est constitué ici par quatre spires 121, 123, 125, 127 et par les vias 141, 142, 143. Chacune des spires 121, 123, 125, 127 s’étend dans l’une respective des couches de circulation du courant 131, 133, 135, 137. Les spires directement voisines sont reliées deux à deux par le via 141, 142, respectivement 143, traversant l’une couche d’isolation électrique dans le sens de l’épaisseur (Oz).

[0054] L’antenne d’émission et réception 120 est constituée d’un matériau électriquement conducteur tel que du cuivre. Elle est configurée pour envoyer et recevoir des signaux radiofréquence, dont la fréquence centrale de la porteuse est comprise entre 3 kHz et 300 GHz, de préférence entre 13 MHz et 14 MHz, et plus particulièrement égale à 13,56 MHz. De manière particulièrement avantageuse, l’antenne d’émission et réception 120 est configurée pour envoyer et recevoir des signaux radiofréquence respectant le protocole de communication NFC.

[0055] L’antenne d’émission et réception 120 est configurée pour mettre en œuvre une reconnaissance d’utilisateur, basée sur des échanges d’information entre un dispositif embarqué sur le véhicule et un dispositif porté par un utilisateur. En utilisation, l’antenne d’émission et réception 120 envoie un signal d’interrogation qui parvient jusqu’au dispositif porté par l’utilisateur, et reçoit en retour un signal d’identification retourné par le dispositif porté par l’utilisateur. En pratique, le signal d’identification peut correspondre au signal d’interrogation rétro-modulé par le dispositif porté par l’utilisateur avec modification de l’impédance.

[0056] Les différentes spires 121, 123, 125, 127 présentent toutes sensiblement la même forme (à l’emplacement près des vias, notamment).

[0057] On décrit, en référence aux figures 2 et 3 notamment, la forme de la spire 121 qui s’étend coplanaire avec l’électrode principale 110. En particulier, chacune des figures 2 et 3 montre la spire 121, et en pointillés l’emplacement 110’ de l’électrode principale, dans une vue en coupe dans un plan (Oxy).

[0058] Selon l’invention, la spire 121 est constituée par (voir figures 2 et 3) :

- une première portion 121 A, délimitant une région à l’intérieur de laquelle se trouve l’électrode principale 110 (dont l’emplacement 110’ est représenté en pointillés à la figure 2) ;

- une seconde portion 121B, déportée relativement à l’électrode principale 110, n’entourant pas cette dernière ; et

- au moins une encoche 121C, chacune s’étendant le long d’un bord 112 de l’électrode principale (voir figure IB) et reliant la première portion 121 A avec la seconde portion 121B.

[0059] Chaque encoche 121C est constituée ici par deux tronçons 1211, 1212, ou segments, parallèles entre eux, et reliés ensemble par une portion de spire 1213 définissant un fond de l’encoche.

[0060] Les tronçons 1211 et 1212 présentent tous deux de mêmes dimensions. Dans l’exemple illustré sur les figures, mais de manière non limitative, les tronçons 1211 et 1212 sont rectilignes. L’un 1211 des tronçons longe le bord 112 de l’électrode principale 110.

[0061] La spire 121 est apte à former, grâce notamment à la première portion 121 A, une partie au moins d’un anneau de garde pour l’électrode principale 110. La spire 121 est donc nommée « spire de garde ». En fonctionnement, les spires du bobinage, et donc plus particulièrement la spire de garde 121, sont portées à un potentiel électrique prédéterminé, par exemple le même potentiel que l’électrode principale. Les spires du bobinage, et plus particulièrement la spire 121, réalisent ainsi un guidage des lignes de champ pour les focaliser sur l’électrode principale 110.

[0062] La spire 121 comporte en outre la seconde portion 121B, qui n’a pas (ou peu) d’influence sur la fonction d’anneau de garde de la spire. La présence de cette seconde portion 121B augmente une étendue totale de la spire 121. Or, de grandes dimensions des spires permettent d’accéder à de bonnes performances du bobinage en tant qu’antenne d’émission et réception.

[0063] Les encoches 121C entre la première portion 121 A et la seconde portion 121B de la spire 121 permettent que la forme de la spire 121 suive mieux la forme de l’électrode principale, malgré une spire de grandes dimensions. On peut ainsi obtenir à la fois une optimisation de la fonction d’anneau de garde, et une optimisation de la fonction d’émission et réception radiofréquence.

[0064] De préférence, la distance D entre la spire 121 et le bord le plus proche de l’électrode principale 110 (voir figure 3) reste inférieure ou égale à une valeur seuil, sur au moins 80% du pourtour de ladite électrode principale 110, voire au moins 90% du pourtour de cette dernière. De préférence, la distance D reste inférieure ou égale à la valeur seuil, sur tout le pourtour de l’électrode principale situé au regard de la première portion 121 A de la spire, et au regard du tronçon 1211 de chaque encoche 121C. Ladite valeur seuil vaut par exemple 20% de la longueur L du plus petit côté de l’électrode principale 110 (voir figure 3), voire 10% de cette longueur L ou même 5% de cette longueur L.

[0065] En outre, la constitution de l’encoche 121C avec les deux tronçons 1211, 1212 parallèles entre eux permet de limiter un champ magnétique parasite susceptible de perturber les performances en détection de l’antenne d’émission et réception 120. En fonctionnement, le courant qui circule dans la spire 121 comprend en effet :

- un courant II, qui se propage dans le tronçon 1211 en étant orienté selon l’axe (Ox) dans le sens positif, et

- un courant 12, qui se propage dans le tronçon 1212 en étant orienté selon le même axe (Ox) mais dans le sens contraire, ici négatif.

Les courants II et 12 vont générer des champs magnétiques respectifs qui vont s’annuler, ce qui permet de limiter des champs magnétiques parasites générés par l’encoche 12 IC.

[0066] Ici, mais de manière non limitative, la première portion 121 A comporte deux tronçons parallèles entre eux, reliés ensemble par un troisième tronçon pour former trois côtés d’un carré ou d’un rectangle. De même, seconde portion 121B comporte deux tronçons parallèles entre eux, reliés ensemble par un troisième tronçon pour former trois côtés d’un carré ou d’un rectangle. Ici, et de manière avantageuse, les deux tronçons parallèles de la première portion 121 A sont alignés dans l’axe, deux à deux, avec les deux tronçons parallèles de la seconde portion 121B.

[0067] Ici, mais de manière non limitative, dans chaque encoche 121C les deux tronçons 1211, 1212 s’étendent parallèle à l’axe (Ox), et parallèle au bord 112 de l’électrode principale 110. Les tronçons 1211, 1212 sont reliés entre eux par la portion de spire 1213, qui s’étend ici selon l’axe (Oy) orthogonal aux tronçons 1211, 1212. Dans des variantes non représentées, la portion de spire 1213 peut présenter une autre forme, par exemple une forme courbe. Dans des variantes non représentées, les tronçons 1211, 1212 sont inclinés relativement au bord de l’électrode principale 110 le long duquel ils s’étendent. L’angle d’inclinaison est de préférence inférieur ou égal à 15%.

[0068] Ici, les deux tronçons 1211 et 1212 sont situés au regard l’un de l’autre. Dit autrement, ils s’étendent chacun selon un axe longitudinal respectif, ici parallèle à l’axe (Ox), avec leurs extrémités respectives alignées deux à deux le long d’un axe respectif parallèle à leurs axes longitudinaux. Ici, les extrémités des tronçons 1211 et 1212 sont alignées deux à deux le long de deux axes parallèles à l’axe (Oy).

[0069] De préférence, et comme représenté sur les figures, la profondeur de l’encoche 12 IC (dimensions selon l’axe longitudinal des tronçons 1211, 1212) est au moins deux fois supérieure à sa largeur (distance moyenne entre les deux tronçons 1211, 1212), voire même au moms quatre fois supérieure.

[0070] Ici, mais de manière non limitative, la spire 121 comporte deux encoches 121C situées face à face avec leurs fonds d’encoche respectifs 1213 situés au regard l’un de l’autre.

[0071] De préférence, la distance D entre la spire 121 et le bord le plus proche de l’électrode principale 110 (voir figure 3) reste inférieure ou égale à la valeur seuil mentionnée ci-dessus, sur tout le pourtour de l’électrode principale 110 excepté dans la zone dudit pourtour située au regard de la région 121D entre les deux fonds d’encoche.

[0072] La distance E entre les deux fonds d’encoche 1213 est ici inférieure ou égale à 25% de la longueur L du plus petit côté de l’électrode principale 110 (voir figure 3), de préférence inférieure ou égale à 15%, voire 10% de ladite longueur L. La distance E est mesurée dans un plan (Oxy) parallèle au plan du circuit imprimé. Il s’agit de la plus petite distance entre un bord de spire et le bord de spire opposé.

[0073] Dans des variantes non représentées, la spire 121 peut comporter une unique encoche 121C entre la première portion 121 A et la seconde portion 121B.

[0074] Ici, mais de manière non limitative, les deux encoches 121C ont leurs tronçons 1211, 1212 respectif alignés deux à deux le long d’un même axe. Dit autrement, les tronçons 1211 des deux encoches 121C s’étendent ensemble le long d’une même première droite, et les tronçons 1212 des deux encoches 12 IC s’étendent ensemble le long d’une même seconde droite.

[0075] Ici, mais de manière non limitative, les deux encoches 121C sont symétriques l’une de l’autre, relativement à un plan de symétrie 12 passant entre les deux encoches 121C. Ici, le plan de symétrie 12 s’étend dans un plan (Oyz) orthogonal au plan du circuit imprimé.

[0076] On décrit ensuite, en référence aux figures IC à 1E, les couches de circulation du courant 133, 135 et respectivement 137.

[0077] La figure IC montre la deuxième couche 133 de circulation du courant. Cette couche 133 comporte la deuxième spire 123 du bobinage. La deuxième spire 123 présente une forme sensiblement similaire à celle de la spire de garde, avec en particulier deux portions séparées deux à deux par l’au moins une encoche. La projection orthogonale de la spire de garde 121, dans le plan de la spire 123, correspond ici à la forme de la deuxième spire 123, excepté pour ce qui est du positionnement d’un espacement 1214, respectivement 1234, entre un point d’entrée du courant sur la spire et un point de sortie du courant de la spire. La deuxième spire 123 contribue également au guidage des lignes de champ pour les focaliser sur l’électrode principale 110, mais dans une moindre mesure puisqu’elle est physiquement plus éloignée de ladite électrode principale 110. Les avantages et effets détaillés ci-avant, et liés à la forme originale de la spire 121, concernent de la même manière la deuxième spire 123.

[0078] De même, la figure 1D montre la troisième couche 135 de circulation du courant. Cette couche 135 comporte la troisième spire 125 du bobinage. La troisième spire 125 présente une forme sensiblement similaire à celle de la spire de garde, avec en particulier deux portions séparées deux à deux par l’au moins une encoche. La projection orthogonale de la spire de garde 121, dans le plan de la spire 125, correspond ici à la forme de la troisième spire 125, excepté pour ce qui est du positionnement d’un espacement 1214, respectivement 1254, entre un point d’entrée du courant sur la spire et un point de sortie du courant de la spire. La troisième spire 125 contribue également au guidage des lignes de champ pour les focaliser sur l’électrode principale 110, mais dans une moindre mesure puisqu’elle est physiquement plus éloignée de ladite électrode principale 110. Les avantages et effets détaillés ci-avant, et liés à la forme originale de la spire 121, concernent de la même manière la troisième spire 125.

[0079] De même, la figure 1E montre la quatrième couche 137 de circulation du courant. Cette couche 137 comporte la quatrième et dernière spire 127 du bobinage. La dernière spire 127 présente une forme sensiblement similaire à celle de la spire de garde, avec en particulier deux portions séparées deux à deux par l’au moins une encoche. La projection orthogonale de la spire de garde 121, dans le plan de la spire 127, correspond ici à la forme de la dernière spire 127, excepté pour ce qui est du positionnement d’un espacement 1214, respectivement 1274, entre un point d’entrée du courant sur la spire et un point de sortie du courant de la spire. La quatrième spire 127 contribue également au guidage des lignes de champ pour les focaliser sur l’électrode principale 110, mais dans une moindre mesure puisqu’elle est physiquement plus éloignée de ladite électrode principale 110. Les avantages et effets détaillés ci-avant, et liés à la forme originale de la spire 121, concernent de la même manière la quatrième spire 127.

[0080] La figure 1E montre également une électrode de garde 140, située dans la quatrième couche 137 de circulation du courant, au regard de l’électrode principale 110. En fonctionnement, l’électrode de garde 140 est portée à un potentiel électrique prédéterminé (par exemple celui de l’électrode principale 110), pour améliorer encore la focalisation des lignes de champ électrique sur l’électrode principale 110. Ici, l’électrode de garde 140 est située à l’intérieur de la spire 127, avec un même agencement que celui de l’électrode principale 110 relativement à la spire de garde 121. [0081] En fonctionnement, le courant circule tour à tour dans chacune des spires 121, 123, 125 et 127, en passant par l’un via 141, 142 ou 143 pour passer d’une spire à la spire voisine.

[0082] Aux figures IB et 1E, on a également représenté, en pointillés, les lignes électriquement conductrices 151, 152 par lesquelles le courant entre puis sort du bobinage formé par les spires et les vias.

[0083] On décrit ensuite, en référence aux figures 4A à 4C, un dispositif 200 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Ce deuxième mode de réalisation ne sera décrit que pour ses différences relativement au premier mode de réalisation.

[0084] Dans ce mode de réalisation, le circuit imprimé 230 est constitué de deux couches 231, 237 de circulation du courant, séparées deux à deux par une couche 232 d’isolation électrique (voir figure 4A).

[0085] La couche 231 est identique à la couche 131 du premier mode de réalisation de l’invention, et comporte une spire de garde 221 et une électrode principale 210 telles que décrites ci-dessus (voir figure 4B).

[0086] La couche 237 est identique à la couche 137 du premier mode de réalisation de l’invention, et comporte une dernière spire 227 et une électrode de garde 240 telles que décrites ci-dessus (voir figure 4C).

[0087] Les différentes variantes mentionnées ci-dessus à propos du premier mode de réalisation s’appliquent également à ce deuxième mode de réalisation.

[0088] On décrit ensuite, en référence aux figures 5A à 5D, un dispositif selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Ce troisième mode de réalisation ne sera décrit que pour ses différences relativement au premier mode de réalisation.

[0089] Dans ce mode de réalisation, le dispositif comporte :

- un premier ensemble, comportant une première électrode principale 310A et une première électrode de garde 340A superposées le long de l’axe (Oz), ledit premier ensemble étant dédié à une détection d’approche de type capacitif telle que décrite en introduction ; et

- un deuxième ensemble, comportant une deuxième électrode principale 310B et une deuxième électrode de garde 340B superposées le long de l’axe (Oz), ledit deuxième ensemble étant dédié à une détection d’éloignement de type capacitif. Une telle détection d’éloignement est basée sur les mêmes principes que la détection d’approche, et permet de détecter un mouvement d’éloignement de la main de l’utilisateur en vue de piloter un verrouillage automatique de l’ouvrant du véhicule automobile.

[0090] Dans ce mode de réalisation, la première électrode principale 310A et la deuxième électrode de garde 340B sont formées coplanaires dans la première couche 331 de circulation du courant. La première spire 321 du bobinage forme une spire de garde selon l’invention, pour la première électrode principale 310A. Ici, la spire 321 entoure à la fois la première électrode principale 31 OA et la deuxième électrode de garde 340B, avec les encoches de la spire 321 entre les deux (voir figure 5 A).

[0091] La première spire 321 présente ici une symétrie planaire, relativement à un plan (Oxz) passant au centre des deux encoches.

[0092] De façon similaire, la deuxième électrode principale 310B et la première électrode de garde 340A sont formées coplanaires dans la dernière couche 337 de circulation du courant. La quatrième (et dernière) spire 327 du bobinage forme une spire de garde selon l’invention pour la deuxième électrode principale 310B. Ici, la spire 327 entoure à la fois la deuxième électrode principale 310B et la première électrode de garde 340A, avec les encoches de la spire 327 entre les deux (voir figure 5D).

[0093] Au niveau de la deuxième couche 333 de circulation du courant (voir figure 5B), respectivement troisième couche 335 de circulation du courant (voir figure 5C), s’étend une deuxième spire 323, respectivement une troisième spire 325 du bobinage.

[0094] Comme dans le premier mode de réalisation, la projection orthogonale de la première spire 321 dans le plan de la deuxième, respectivement troisième, respectivement quatrième couche de circulation du courant, correspond à la forme de la deuxième, respectivement troisième, respectivement quatrième spire 323, 325, 327, excepté pour ce qui est du positionnement, dans chaque spire, d’un espacement entre un point d’entrée du courant sur la spire et un point de sortie du courant de la spire.

[0095] Les différentes variantes mentionnées ci-dessus à propos du premier mode de réalisation s’appliquent également à ce troisième mode de réalisation.

[0096] On décrit ensuite, en référence aux figures 6A à 6D, un dispositif selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. Ce quatrième mode de réalisation ne sera décrit que pour ses différences relativement au troisième mode de réalisation.

[0097] Dans ce mode de réalisation, la première électrode principale 410A et la deuxième électrode principale 410B sont formées coplanaires dans la première couche 431 de circulation du courant (voir figure 6A). Ici, la spire 421 entoure à la fois la première électrode principale 410A et la deuxième électrode principale 410B, avec l’au moins une encoche de la spire 421 entre la première électrode principale 410A et la deuxième électrode principale 410B. La spire 421 forme une spire de garde à la fois pour la première électrode principale 41 OA et pour la deuxième électrode principale 410B.

[0098] De façon similaire, la première électrode de garde 440A et la deuxième électrode de garde 440B sont formées coplanaires dans la dernière couche 437 de circulation du courant. La quatrième (et dernière) spire 427 du bobinage entoure la première électrode de garde 440A ainsi que la deuxième électrode de garde 440B, avec l’au moins une encoche entre les deux. Dans une variante non représentée, la première électrode de garde 440A et la deuxième électrode de garde 440B sont formées ensemble d’un seul tenant, par une surface métallique passant entre les deux encoches de la spire 437.

[0099] Là encore, la projection orthogonale de la première spire 421 dans le plan de la deuxième, respectivement troisième, respectivement quatrième couche de circulation du courant, correspond à la forme de la deuxième, respectivement troisième, respectivement quatrième spire 423, 425, 427, excepté pour ce qui est du positionnement, dans chaque spire, d’un espacement entre un point d’entrée du courant sur la spire et un point de sortie du courant de la spire.

[0100] Les différentes variantes mentionnées ci-dessus à propos du premier mode de réalisation s’appliquent également à ce troisième mode de réalisation.

[0101] Le troisième et le quatrième modes de réalisation sont particulièrement avantageux, en ce qu’ils offrent un agencement particulièrement compact et une amélioration de l’isolation magnétique entre une électrode de détection capacitive, utilisée pour piloter un déverrouillage d’ouvrant, et une électrode de détection capacitive, utilisée pour piloter un verrouillage d’ouvrant. Dans chacun de ces deux modes de réalisation, chacune parmi l’électrode principale (nommée alors première électrode principale et dédiée à une détection d’approche) et la seconde électrode (nommée alors seconde électrode principale et dédiée à une détection d’éloignement), est située à l’intérieur d’une surface délimitée par les bobinages, et plus particulièrement par la spire de garde.

[0102] On illustre enfin, en référence à la figure 7 et de façon schématique, un système 1000 selon l’invention, comportant un circuit 20 de mesure de capacité, un circuit 30 de pilotage d’antenne d’émission et réception, et un dispositif 700 selon l’invention.

[0103] A la figure 7, le dispositif 700 est représenté de façon schématique par son circuit équivalent. L _CO ii est l’inductance d’une bobine correspondant au bobinage formant une antenne d’émission et réception. CE-GRI et CE-GR2 sont des capacités dont la somme correspond à la capacité d’un condensateur formé par l’électrode principale du dispositif 700 selon l’invention et l’antenne d’émission et réception.

[0104] Le circuit 20 de mesure de capacité comporte un microcontrôleur 21 et un ensemble de condensateurs C _ex t, C _p , Cf. Il est configuré pour porter l’électrode principale et l’anneau de garde à des potentiels prédéterminés, et pour mesurer la capacité d’un condensateur formée par l’électrode principale du dispositif 700 selon l’invention et la masse (la main de l’utilisateur ajoutant une capacité entre la main et la masse).

[0105] Le circuit 30 de pilotage d’antenne d’émission et réception, ou circuit de pilotage d’antenne NFC, comporte ici un émetteur-récepteur 31 et un circuit d’adaptation 32, avec le circuit d’adaptation 32 connecté entre l’émetteur- récepteur 31 et le dispositif 700 selon l’invention.

[0106] Selon l’invention, circuit 30 de pilotage d’antenne NFC est connecté au dispositif 700 selon l’invention, au niveau de chacune des deux extrémités du bobinage formant l’antenne d’émission et réception (points B1 et B2).

[0107] Le circuit 20 de mesure de capacité est connecté au dispositif 700 selon l’invention, au niveau de l’électrode principale (point PE) et au niveau du bobinage (point PM) formant à la fois l’antenne d’émission et réception et l’anneau de garde.

[0108] Ici, et de manière avantageuse, la connexion au bobinage se fait au niveau d’un point médian PM, situé à mi-longueur sur le bobinage en considérant la longueur du bobinage déroulé (voir également le point PM à la figure IC). Cet agencement permet que la connexion du circuit 20 de mesure de capacité ne perturbe pas l’équilibrage du circuit d’adaptation 32, et donc ne perturbe pas la fonction d’antenne du bobinage.

[0109] En outre, les entrées et sorties du microcontrôleur 21 du circuit 20 sont haute impédance, ce qui contribue également à éviter toute perturbation du circuit 20 sur la fonction d’émission et réception radiofréquence du dispositif 700 selon l’invention.

[0110] On montre par ailleurs que le circuit d’adaptation 32 ne perturbe pas la fonction capacitive du dispositif 700 selon l’invention (le circuit d’adaptation 32 ajoute une capacité parasite la spire de garde et la masse, mais cela ne pose pas de problème car le potentiel du bobinage incluant la spire de garde est basse impédance, fixé par une source de tension).

[0111] En utilisation, le circuit 20 de mesure de capacité et le circuit 30 de pilotage d’antenne NFC sont synchronisés ensemble, pour permettre que le bobinage remplisse alternativement la fonction d’anneau de garde, en étant porté à un potentiel prédéterminé, et la fonction d’antenne d’émission et réception. [0112] L’invention n’est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus, et inclut également de nombreuses autres variantes avec d’autres formes de la spire de garde, avec ou sans électrode de garde superposée à l’électrode principale, avec un nombre différent de spires dans le bobinage, avec un nombre différent de couches du circuit imprimé, etc.